Chapter2 观察者模式

简单定义：

观察者模式 定义了对象之间的一对多依赖，这样一来，当一个对象改变状态时，它的所有依赖者都会收到通知并自动更新。
主题和观察者定义了一对多的关系。观察者依赖于此主题，只要主题状态一有变化，观察者就会被通知。根据通知的风格，观察者可能因此新值而更新。

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两种实现方式：

①自己实现一整套观察者模式 ②Java内置的观察者模式

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实例：

用例：气象监测应用：建立一个应用，利用WeatherData对象取得数据，并更新三个布告板：目前状况、气象统计和天气预报。

非观察者模式的实现方法：

public void measurementsChanged( ) {
      float temp = getTemperature( );
      float humidity = getHumidity( );
      float pressure = getPressure( );
       
      //三个布告板：目前状况、气象统计和天气预报
      currentConditionsDisplay.update(temp, humidity, pressure);
      statisticsDisplay.update(temp, humidity, pressure);
      forecastDisplay.update(temp, humidity, pressure);
}

问题在于：在增加或删除布告板时必须修改程序，故此部分应当封装起来。

分析用例： WeatherData对象想当于“一”待改变的对象，而三块布告板为三个待接收通知的依赖者。所以这个问题可以使用观察者模式解决。

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①自己实现一整套观察者模式

uml图设计：

接口类：

public interface Subject {
    public void registerObserver(Observer o);
    public void removeObserver(Observer o);
    public void notifyObservers();
}

public interface Observer {
    public void update(float temp, float humidity, float pressure);
}

public interface DisplayElement {
    public void display();
}

WeatherData类：

public class WeatherData implements Subject {
        //我们加上一个ArrayList来纪录观察者，此ArrayList是在构造器中建立的。
    private ArrayList observers;
    private float temperature;
    private float humidity;
    private float pressure;
    
    public WeatherData() {
        observers = new ArrayList();
    }
    
        //对于subject接口的实现
    public void registerObserver(Observer o) {
        observers.add(o);
    }
    
    public void removeObserver(Observer o) {
        int i = observers.indexOf(o);
        if (i >= 0) {
            observers.remove(i);
        }
    }
    //把状态告诉每一个观察者
    public void notifyObservers() {
        for (Observer observer : observers) {
            observer.update(temperature, humidity, pressure);
        }
    }
    //当从气象站得到更新观测值时，我们通知观察者。
    public void measurementsChanged() {
        notifyObservers();
    }
    
    public void setMeasurements(float temperature, float humidity, float pressure) {
        this.temperature = temperature;
        this.humidity = humidity;
        this.pressure = pressure;
        measurementsChanged();
    }

    public float getTemperature() {
        return temperature;
    }
    
    public float getHumidity() {
        return humidity;
    }
    
    public float getPressure() {
        return pressure;
    }

}

目前状况布告板类：

//此布告板实现了Observer接口，所以可以从WeatherData对象中获得改变。
public class CurrentConditionsDisplay implements Observer, DisplayElement {
    private float temperature;
    private float humidity;
    private Subject weatherData;
    
    public CurrentConditionsDisplay(Subject weatherData) {
        this.weatherData = weatherData;
        weatherData.registerObserver(this);
    }
    
    public void update(float temperature, float humidity, float pressure) {
        this.temperature = temperature;
        this.humidity = humidity;
        display();
    }
    
    public void display() {
        System.out.println("Current conditions: " + temperature 
            + "F degrees and " + humidity + "% humidity");
    }
}

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** ②Java内置的观察者模式**

uml图设计：

此处Observable类替代了subject接口。
WeatherData类：

import java.util.Observable;
//继承Observable后，由于父类里已经实现，不需要再管理注册与删除。  
public class WeatherData extends Observable {
    private float temperature;
    private float humidity;
    private float pressure;
    
    public WeatherData() { }
    //在调用notifuObservers()之前，要先调用setChanged()来指示状态已经改变。
    public void measurementsChanged() {
        setChanged();
        notifyObservers();
    }
    
    public void setMeasurements(float temperature, float humidity, float pressure) {
        this.temperature = temperature;
        this.humidity = humidity;
        this.pressure = pressure;
        measurementsChanged();
    }
    
    public float getTemperature() {
        return temperature;
    }
    
    public float getHumidity() {
        return humidity;
    }
    
    public float getPressure() {
        return pressure;
    }
}

目前状况布告板类：

import java.util.Observable;
import java.util.Observer;
    
public class CurrentConditionsDisplay implements Observer, DisplayElement {
    Observable observable;
    private float temperature;
    private float humidity;
    //构造方法需要一Observable当参数，并将CurrentConditionsDisplay对象登记成为观察者
    public CurrentConditionsDisplay(Observable observable) {
        this.observable = observable;
        observable.addObserver(this);
    }
    //先确定可观察者属于WeatherData类型，然后利用getter方法获取温度和湿度测量值，最后调用display()
    public void update(Observable obs, Object arg) {
        if (obs instanceof WeatherData) {
            WeatherData weatherData = (WeatherData)obs;
            this.temperature = weatherData.getTemperature();
            this.humidity = weatherData.getHumidity();
            display();
        }
    }
    
    public void display() {
        System.out.println("Current conditions: " + temperature 
            + "F degrees and " + humidity + "% humidity");
    }
}

当继承Observable类时，输出按照一定次序，因为它依赖于java.uitl.Observable实现的notifyObservers()方法。

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总结：

Observable作为一个类，它有诸多的限制。例如没有Observable接口，所以你无法建立自己的实现，Java中不允许多继承，当某类想同时具有Observable类和另一个父类的行为就会出现问题。且setChanged()方法被定义为protected，所以除非你继承自Observable，否则你无法创建Observable实例并组合到你自己的对象中来。

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本章要点：

• 观察者模式定义了对象之间一对多的关系。
• 主题（也就是可观察者）用一个共同的接口来更新观察者。
• 观察者和可观察者之间用松耦合方式结合（loosecoupling），可观察者不知道观者的细节，只知道观察者实现了观察者接口。
• 使用此模式时，你可从被观察者处推（push）或拉（pull）数据（然而，推的方式被认为更“正确”）。
• 有多个观察者时，不可以依赖特定的通知次序。
• 有必要的话，可以实现自己的Observable，因为java.util.Observable实现上会带来的一些问题。
• Swing大量使用观察者模式，许多GUI框架也是如此。